高寒濕地植被生態恢復質量評價體系初探

摘要：為全面評價高寒濕地植被生態恢復質量及生態恢復工程的效果，本研究采用專家咨詢評判法和主成分因子分析法，選用生態補償率、截流量、多蓋度、豐富度、均勻度、優勢度、物種多樣性、植物生物量、根系抗張強度、群落穩定性、有毒有害物種分蓋度、植被恢復速率等12個評價指標，通過數據無量綱化處理進行指標間的計算，采用AHP法對各指標賦予相應的權重，采用矩陣計算得到人工植被恢復質量評分。評價結果能直觀地反映出研究區域植被恢復效果，該評價方法能反映植被生態環境的恢復效果，也考慮了與環境密切相關的植物生長表征指標，各項指標互相關聯，容易獲取和計算，可以反映生態環境質量現狀，從而科學有效客觀的達到評價區域生態環境質量的目的。

關鍵詞：高寒濕地；生態恢復； 質量評價體系

基金項目：國家自然科學基金（41271094）、交通部西部交通建設科技項目“公路建設中草原環境及濕地保護措施研究”（KY-1）資助

中圖分類號： S157；X171.4 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.04.033

高寒濕地環境中的道路改擴建工程會涉及到高寒草墊生態系統、濕地國家級自然保護區以及生態功能區等生態環境敏感地區，其對沿線高寒植被及生態環境的影響程度、沿線破壞和擾動后高寒植被和生態系統能否復得到恢復，是值得關注的問題。

通過對高原濕地道路工程生態修復的系列研究[1-5]，結果表明，生態修復技術其作用和效果以及對沿路生態系統的影響是非常顯著的。高寒濕地生態環境中的植被對于形成和維持優良環境生態質量至關重要。國內外許多學者（Turgen、Beard、任繼周、劉建秀等）建立了各種質量評價方法[6-9]，評價指標涉及了密度、蓋度、綠期、抗病性、質地、均勻性、色澤、個人喜好等，但是從生態學和水土保持角度對高寒濕地植被群落的演替行為和系統的穩定性評價很少。

當前生態恢復領域的研究熱點主要集中在生態恢復評價指標體系的建立、生態恢復的評價方法、生態恢復監測與動態評價等幾個方面，生態恢復評價在生態恢復過程中具有十分重要的地位，應該加強構建全面綜合的評價指標體系。

1 高寒濕地植被恢復質量評價體系建立的思路

人工恢復植被可以在較短時間內抑制水土流失，穩固邊坡，形成的植被能覆蓋裸露的地表，降低雨水的沖刷效應，植物生長一段時間后，即可形成層次分明的群落，垂直空間的結構也隨之發生變化。

隨著植被群落的穩定和演替的有序，其開始發揮更多的生態效應，滿足系統的生態需求。植被恢復的目標應該是功能高效、長期穩定和景觀和諧。正確評價道路環境的人工植被恢復質量的好壞，對于道路生態系統的穩定和可持續發展具有非常重要的意義。

2 高寒濕地植被恢復質量評價指標的確立

用專家咨詢評判法和主成分因子分析法，確定12個單項評價指標。指標應盡量使測試對象定量化，便于比較分析，使復雜現象簡單化，便于了解和溝通。指標應盡量反應物種之間的競爭和對環境的適應性以及群落的生長特征等。

（1）生態補償率（C1）生態補償率=人工恢復的各類綠地面積總量/工程建設占用的土地總面積×100%[10]。

（2）截流量（C2）恢復植被截流量采用霍頓入滲經驗公式：

F=x+yzn，式中z指降雨量（mm），x、y、n是系數，其中0.5

（3）多蓋度綜合級（C3）使用分級評分法估計，根據群落蓋度大小主要設5個等級：

蓋度>80%=5

蓋度為60%-80%=4

蓋度為40%-60%=3

蓋度為10%-40%，或者蓋度雖然<10%，但個體數很多=2

個體數量多，蓋度為1%～10%，或者蓋度雖然>10%，但個體數稀少=1

第（4）至第（7）項指標中：S為樣方中的物種數，Pi為樣方中第i種的生物量占全部生物量的比例，λ為辛普森指數，Nmax為群落中最大種的生物量，N為群落總生物量[3]。

（8）生物量（C8）是指某一時刻單位面積內實存生活的有機物質（干重）總量。包括植物地上與地下部分總重量。

（9）植物根系抗張強度（C9）根的最終張力與根橫截面積的比值[10]。

（10）群落穩定性（C10）衡量群落穩定性的指標很多，主要有物種組成、覆蓋度、生物量、物種數等。

（11）有毒有害物種分蓋度（C11）按照各樣地中有毒有害植物物種的蓋度，分別歸類到五個等級：Ⅰ類組（分蓋度20～35%）、Ⅱ類組（分蓋度36%～50%）、Ⅲ類組（分蓋度51%～65%）、Ⅳ類組（分蓋度66%～80%）、Ⅴ類組（分蓋度81%～95%）[3]。

（12）植被恢復速率（C12）研究結果表明植被覆蓋率達到60%以上，植被對坡面水土流失有明顯的保護作用[11]。因此，可以用計算恢復植被覆蓋率達到60%以上的時間來表示植被的恢復速率。

3 計算方法

3.1指標權重計算方法

使用AHP層次分析法[11]，綜合計算各指標的權重，建立判斷距陣：第一層次元素Ak作為指南，對第二層次元素C1至Cn產生影響，在Ak條件下根據專家綜合建議提出它們與綜合評價之間的相對重要性Cij；然后給予C1至Cn對應值，其中Cij取值的標準，見表1：

根據表1提出的Cij標度，將各評價指標與評價目的進行比較，得到關于評價指標的評判距陣，然后進行距陣運算即可得出各指標得權重。

3.2極差標準法數據無量綱處理

比較各指標和計算指標的計算，需要進行數據無量綱處理。標準型無量綱處理的公式為：

式中：ai、bi是第i個指數的上下限，Ri是基本數據無量綱后的結果，表示指標與理想值的接近程度，取值范圍0-1。公式1用于促進型指標，基礎數據xi越大，對植被的恢復質量越具有促進作用。公式2用于限制型指標，基礎數據xi越大，對植被的恢復越具有阻礙作用。

3.3指標的上、下限

參考相關研究，數據計算要簡便、實用、可操作性強，確定各評價指標的上下限，結果見表2。

（2）植物生長量的對應標準，見表3。

3.4評價指標綜合計算與權重計算

根據表1提出的Cij標度，將各評價指標與評價目的進行比較，得到關于12個評價指標的評判距陣根據公式：C對Ak的權重向量，權重，可計算各評價指標的權重結果。

指標數據無量綱處理后，得到無量綱數值Ri，每個指標的權重通過AHP判斷矩陣法得到，將兩值相乘得到的每個指標的綜合值。

4 結論

該評價體系能初步反映植被生態環境的恢復效果，也考慮了與環境密切相關的植物生長表征指標，各項指標互相關聯，容易獲取和計算，可以反映生態系統修復的現狀，評價結果能直觀地反映出研究區域植被恢復效果，從而科學有效客觀的達到評價區域生態環境質量的目的。但隨著對植被恢復研究的深入，評價指標和模型還需不斷修正和完善，計算辦法有待進一步優化。

參考文獻

[1]陳蓓，孫輝，秦紀洪，等.朗川公路若爾蓋濕地段人工移栽草皮的群落生態學研究[J].水土保持研究，2007，14（02）： 68-71.

[2]陳蓓，孫輝，秦紀洪，等.高寒地區道路工程的生態效應及其生態恢復研究進展[J].四川環境，2009，28（02）：102-105.

[3]馬睿，孫輝，陳蓓，等.若爾蓋郎川公路建設區有毒有害植物擴散及生態安全性評價[J].世界科技研究與發展，2006，

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[4]陳蓓，馬睿，秦紀洪，等.若爾蓋濕地段公路建設區人工恢復植被多樣性與相似性研究[J].水土保持研究，2013，20（04）.

[5]陳蓓，馬睿，秦紀洪，等.若爾蓋濕地公路建設生態恢復中植物地上生物量研究[J].湖北農業科學，2015，54（19）.

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[11] Clements FE.Nature and structure of the climax [J]. J Ecol.1936，（24）：252-284.

作者簡介：陳蓓，碩士，講師，研究方向：生態系統恢復、工程項目管理。